Открытый урок
по теме
«Применение ядерной энергии»
(интегрированный урок – история, физика)
учитель истории:
учитель физики:
семинар директоров: 26 апреля 2012года.
г. Луховицы
Введение
Вопрос применения ядерной энергии, является одним из актуальных вопросов как при изучении в курсе физики при рассмотрении темы «Атомная физика», так и в курсе истории при освещении вопросов внешней политики нашего государства. Одним из направлений внешнеполитической деятельности нашего правительства, является борьба за разоружение, за сокращение ядерного потенциала.
Целью данного урока является показать учащимся значение применения ядерной энергии в мирных целях.
Задачи урока:
Познакомить с историей открытия ядерной энергии;
Познакомить с применением ядерной энергии в мирных целях;
Дать характеристику действующим атомным электростанциям;
Познакомить с применением ядерной энергии в качестве оружия (1945г. - Хирасима и Нагасаки);
Осветить вопрос, связанный с политикой ядерного разоружения нашего государства.
I.История открытия ядерной энергии
Пусть мирный атом, могучий атом сияет солнцем для меня.
Наш урок посвящен значению развития яд. энергии, ее применению в
различных целях: в мирных целях, в качестве ядерного оружия. Рассмотрим
позитивные и негативные стороны этого вопроса и сделаем выводы.
Учащиеся: 20 век - раскрыты тайны ядерных реакций!
Ведущий 1:
Ученый мир торжественно затих
Политиканы потирают руки
И делят мир союзников своих
20 век - век атомных открытий!
И содрогнулись разом все сердца
Что натворил ты атом, что наделал
В Японии разрушил города!
И горе людям ты принес тогда!
Ведущий 2:
Я ядерный щит создавал для страны
И нет у меня перед вами вины.
Шло противостоянье великих держав.
И мир между ними я удержал.
В твоих я руках нахожусь, Человек,
И буду служить тебе честно вовек!
Не будет Чернобыля и Фокусимы!
Не будет разрушенной Хиросимы!
Дерзай, изучай и двигай прогресс,
Мир бесконечен и полон чудес
Век 21 тем знаменит,
Что для Мирного Атома путь в нем открыт.
Ведущий 1:
Ученые подсчитали, что здоровый взрослый мужчина, даже работая по 8 часов в день круглый год, едва-едва вырабатывает 250кВт/час энергии. Чтобы получить такое же количество энергии нужно сжечь в топке современной ТЭС 125 кг. угля. Сожжение 30 г. Урана 235 оказалось вполне
достаточно для того, чтобы в течение суток питать энергией электростанцию
мощностью 5000кВт. Чтобы получить такое же количество энергии нужно сжечь в топке современной ТЭС 125 кг. угля. Природа постаралась скрыть столь потрясающее количество энергии в ничтожно малом объеме, в ядре атома.
Ведущий 2:
Так что же такое атом?
Мысль о том, что все многообразие малых и невидимых глазу частиц
принадлежит древнегреческому ученому Демокриту 2500 тысяч лет тому
назад. Демокриту принадлежит слово атом (неделимый).
Ведущий 1:
Теперь каждый ученик знает о том, что атом состоит из положительно
заряженного ядра и отрицательно вращающихся вокруг него электронов.
Ведущий 2:
А ядро в свою очередь состоит из положительно заряженных протонов и
нейтронов, не имеющих заряда.
Ведущий 1:
А почему же положительно заряженные частицы не разрывают ядро?
Ведущий 2: Оказывается между нуклонами в ядре действуют ядерные силы. Когда из нуклонов образуется ядро выделяется огромная энергия.
Ведущий 1 :
Как же это происходит?
Изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными
частицами или друг с другом называется ядерными реакциями. Ядерные
реакции происходят: частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в
сферу действия ядерных сил, им сообщается большая энергия. Атомные ядра,
содержащие большое число нуклонов, неустойчивы и могут распадаться,
выделяя большую энергию.
Ведущая 2:
Это же огромный потенциал энергии!
Ведущий 1:
До 1940г. ученые считали, что ядерная физика представляет чисто научный
интерес. Так в 1937г. Резерфорд утверждал, что получение ядерной энергии в
более или менее значительных количествах, достаточных для практического
использования, никогда не будет возможным.
Ведущий 2:
Однако уже в 1942г. в США под рукодоством Энрико Ферми был построен
первый ядерный реактор.
Ведущий 1:
Рассказ о ядерном реакторе.
В активной зоне находится ядерное топливо в виде урановых стержней и
замедлитель нейтронов чаше всего это вода. Активная зона окружена слоем
вещества, отражающего нейтроны и защитной оболочкой из бетона,
задерживающей нейтроны и другие частицы.
Активная зона посредствам труб соединяется с теплообменником, образуя
так называемый первый цикл. Вода, нагретая в активной зоне за счет
внутренней энергии атомных ядер, проходя через теплообменник, нагревает
воду в змеевике, который находится во втором цикле и превращает ее в пар.
Посредством этого пара вращается турбина, которая приводит во вращение
генератор, начинает вырабатываться электроэнергия.
Ведущий 1:
Кто же стоял у истоков развития ядерной энергии в нашей стране?
II.
Историческая справа о Курчатове.
Курчатова считают родоначальником советского атомного проекта, он вёл его с самого старта 28 сентября 1942 года до собственной смерти. встречался с высшими лицами государства в 1946 году, убедил в важности и значимости проекта. После этой встречи Сталиным были подписаны около шестидесяти документов, определивших развитие атомной науки и техники. В результате отрасль стала приоритетной, резко повысился уровень жизни физиков-ядерщиков. Спустя несколько лет после войны возглавляемая им (под кураторством Лаврентия Берия) военная ядерная программа СССР принесла плоды: 29 августа 1949 года был произведён взрыв первой советской атомной бомбы. Под руководством Курчатова была разработана также первая в мире водородная бомба мощностью 400 кг, подорванная 12 августа 1953 года.
Позже именно Курчатовский коллектив разработал термоядерную бомбу АН602 (Царь-бомба) рекордной мощности 52 000 кг. В середине 1950-х годов Курчатов активно занимался проблемой управляемого термоядерного синтеза. В 1956 году он с группой советских учёных посетил Британский ядерный центр «Харуэлл» (англ.)и высказал предложение о международном сотрудничестве. Параллельно с решением военной проблемы возглавлял решение задачи по мирному использованию атомной энергии. Результатом работ коллектива стала разработка, строительство и запуск 27 июня 1954 года Обнинской АЭС. Она стала первой в мире атомной электростанцией.
Ведущий 2: Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Например, запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти на 40, природного газа на 60 лет. Поэтому за ядерной энергией будущее.
III. Применение атомной энергии в мирных целях
Информация о действующих атомных электростанциях:
• Обнинская АЭС. В 1954 году в Обнинске была запущена самая первая атомная электростанция — первая не только в нашей стране, но и во всем мире. Станция обладала мощностью всего 5 МВт, проработала 50 лет в безаварийном режиме и была закрыта лишь в 2002 году.
• Нововоронежская АЭС. Расположена на берегу Дона в 5 км от города энергетиков Нововоронежа и в 45 км к югу от Воронежа. Станция на 85 % обеспечивает потребности Воронежской области в электроэнергии, а также дает тепло для половины Нововоронежа. Введена в эксплуатацию в 1957 году.
• Белоярская АЭС. Первенец большой ядерной энергетики СССР. Введена в эксплуатацию в 1963 году.
• Ленинградская АЭС. Расположена в 80 км к западу от Санкт-Петербурга. На южном берегу Финского залива, снабжает электричеством примерно половину Ленинградской области. Введена в эксплуатацию в 1967 году.
• Кольская АЭС. Основной поставщик электроэнергии для Мурманской области и Карелии. АЭС расположена за полярным кругом, в южной части Кольского полуострова в 200 км от Мурманска. Введена в эксплуатацию в 1969 году.
• Билибинская АЭС. Станция расположена за полярным кругом -неподалеку от города Билибино Чукотского автономного округа. Введена в эксплуатацию в 1974 году.
• Калининская АЭС. Центральная атомная станция России. Она расположена рядом с городом Удомлей в 150 км к северу от Твери.
Производимая энергия направляется в восемь регионов страны. Введена в эксплуатацию в 1975 году.
• Курская АЭС. Является важнейшим узлом энергетической системы России. Энергия поставляется в 19 областей Центрального федерального округа. Введена в эксплуатацию в 1976 году.
• Смоленская АЭС. Является крупнейшим предприятием Северо-Западного региона России. АЭС вырабатывает в восемь раз больше электроэнергии, чем другие электростанции области, вместе взятые. Введена в эксплуатацию в 1976 году.
• Волгодонская АЭС. Расположена в Ростовской области около города Волгодонска. Введена в эксплуатацию в 1979 году.
• Балаковская АЭС. Крупнейший в России производитель электроэнергии. Введена в эксплуатацию в 1984 году. Ежегодно станция вырабатывает больше энергии, чем любая другая атомная, тепловая или гидроэлектростанция страны. Станция обеспечивает Поволжье, Урал, Сибирь и центр.
Ведущий 1:
В настоящее время критика применения ядерной энергии концентрируется около 2-х основных проблем:
1) содействие распространению ядерного оружия;
2) возможность аварий.
Сообщения об авариях на Чернобыльской АЭС и на АЭС Фукусима-1.
Ведущий 2:
Объявляется минута молчания.
ХV. Применение ядерного оружия
Ведущий 1:
Следующая проблема - это использование ядерной энергии в военных целях.
Последствия применения ядерного оружия, как и последствия катастроф на ядерных реакторах, не ограничиваются огромными разрушениями. Зная, что период полураспада многих радиоактивных элементов длится многие сотни, тысячи, миллионы и даже миллиарды лет, можно представить себе, насколько долго сохранится радиоактивное загрязнение в районе ядерного взрыва В случае же массированного применения ядерного оружия все живое на нашей планете может погибнуть. Сообщение о взрыве ш Хиросиме и Нагасаки.
Во время Второй мировой войны 6 августа 1945 года в 8.15 утра бомбардировщиком США В-29 «Энола Гей» была сброшена атомную бомбу на Хиросиму, Япония. Около 140 000 человек погибло во время взрыва и умерло в течение последующих месяцев. Тремя днями позже, когда Соединённые Штаты сбросили ещё одну атомную бомбу на Нагасаки, было убито около 80 000 человек. 15 августа Япония капитулировала, положив этим конец Второй мировой войне. До настоящего времени эта бомбардировка Хиросимы и Нагасаки остаётся единственным случаем применения ядерного оружия в истории человечества. Правительство США решило сбросить бомбы, считая, что этим ускорит окончание войны и не будет необходимости в ведении продолжительных кровавых боев на главном острове Японии. Япония усиленно пыталась контролировать два острова, Иво Джима и Окинава, когда приблизились союзники.
V. Борьба за разоружение
Внешний политический курс Российского правительства направлен на сокращение ядерного потенциала. Политика разрядки — это отказ от политики напряженности, от использования силы. Разрядка предполагает укрепление взаимного доверия и взаимопонимания, разрешения мирных конфликтов мирным путем, невмешательства во внутренние дела государств.
С 60-х годов, после Карибского кризиса по инициативе СССР был подписан ряд договоров, ограничивших гонку вооружения.
На современном этапе политика Российского правительства также направлена на сокращение ящерного оружия в мире и выступает с инициативой применения ядерной энергии только в мирных целях.
Выступление Президента России на саммите государств - членов СБ ООН по ядерному разоружению и нераспространению:
Д. Медведев: Уважаемые дамы и господа!
Рассчитываю на то, что заседание Совета Безопасности, созванное по инициативе Президента Соединённых Штатов Америки Барака Обамы, внесёт свой вклад в решение самых разных международных проблем, но прежде всего в сфере ядерного нераспространения и ядерного разоружения.
Думаю, что сегодня для всех очевидно, безопасность - понятие неделимое. Влияние на неё оказывает не только ситуация в конфликтных регионах мира, но и нестабильность в отдельных странах. И если мы хотим, чтобы коллективные действия мирового сообщества были эффективны, то должны откровенно и глубоко обсуждать накопившиеся проблемы, всесторонне их анализировать и совместно вырабатывать продуманные решения. Именно на это нацелена та резолюция Совета Безопасности, которую мы только что приняли. Заложенные ней меры - это реалистичная программа действий международного сообщества по эффективному реагированию на общие угрозы в ядерной сфере.
Россия всегда была надёжным и предсказуемым партнёром в сфере ядерного нераспространения, разоружения. В рамках Договора о сокращении и ограничении стратегических наступательных вооружений Россия и Соединённые Штаты Америки провели беспрецедентное сокращение стратегических ядерных арсеналов. При этом мы не раз заявляли и подтверждаем это сейчас, что готовы двигаться дальше, уменьшить количество носителей стратегических наступательных вооружений более чем в три раза, и сейчас эта тема лежит на столе переговоров, мы обсуждаем её с американскими партнёрами, Готовы, как мы и договаривались с Президентом США, работать и совместно по вызовам ракетного распространения. Рассчитываем, что все заинтересованные страны также подключатся к этой работе.
Сегодняшнее заседание - это пролог масштабной и серьёзной работы, работы, которая, я уверен, кардинально должна оздоровить ситуацию в мире: это и запланированный на следующий год саммит по ядерной безопасности, и конференция по рассмотрению действия Договора о нераспространении ядерного оружия, и подписание нового, юридически обязывающего российско-американского Договора по сокращению и ограничению стратегических наступательных вооружений. Мы делаем всё необходимое для того, чтобы выйти к декабрю на подписание соответствующего документа.
Наша общая цель - развязать проблемы в области нераспространения и разоружения. Понятно, что сделать это в одночасье очень сложно: слишком высоким остаётся уровень недоверия между государствами. Но делать это надо.
Особо подчеркну, что ситуация в сфере нераспространения меняется медленнее, чем нам бы того хотелось. При этом старые традиционные угрозы не устраняются, а новые угрозы возникают. И одна из самых опасных (и об этом только что говорили выступающие здесь руководители государств) - это появление ядерных компонентов в руках террористов. Думаю, что вы все согласитесь, что действующая страховочная система в этой сфере требует модернизации, и мы должны вместе подумать о том, чтобы сделать её эффективной и современной.
Серьёзного внимания требует и проблема мирного атома. Безусловно, что новые атомные станции — это ключ к решению многих проблем, в первую очередь проблем развивающихся стран, стимул для экономического подъёма целых регионов, повышения уровня жизни миллионов людей на планете. Но государства, которые реализуют подобные программы, должны строго соблюдать нераспространенческие соглашения. Я специально подчёркиваю это здесь, в Совете Безопасности.
Каковы, на наш взгляд, приоритеты международного сотрудничества на этом важнейшем направлении? Их несколько. Во-первых, необходимо продолжить совершенствовать и укреплять глобальный режим нераспространения и разоружения, Точкой опоры здесь остаются международные механизмы и, прежде всего, Договор о нераспространении ядерного оружия. Следует также развивать и делать универсальной систему гарантий Международного агентства по атомной энергии.
Во-вторых, необходимо стимулировать скорейшее подписание и ратификацию ведущими странами Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, что позволило бы наконец ввести его в действие. Это важнейшая задача.
В-третьих, следует активнее использовать новые нераспространенческие механизмы - прежде всего, принятые по предложению России и Соединённых Штатов Америки резолюцию Совета Безопасности ООН 1540 по нераспространению оружия массового уничтожения и глобальную инициативу по борьбе с актами ядерного терроризма.
И последнее. Очевидно, что эффективное решение многих названных проблем зависит от заинтересованного и конструктивного участия всех сторон.
Мы рассчитываем, что российско-американские усилия в этой области будут поддержаны всеми ядерными странами. Свои нераспространенческие обязательства должны выполнять и неядерные страны, что станет их вкладом в создание благоприятной международной обстановки для реального ядерного разоружения.
Завершая, я хотел бы подчеркнуть, что Россия и дальше готова активно работать в интересах мира на планете ради будущего нашей цивилизации.
VI. Деятельность "МАГАТЭ"
Международное агентство по атомной энергии созданное в рамках (ООН) в 1957 году в качестве автономной организации, представляет собой международный орган по контролю и развитию использования атомной энергии. Агентство стремится повысить роль ядерной науки и технологии в деле оказания поддержки устойчивому развитию человечества. Деятельность агентства связана с ядерной энергетикой, включая такие ее аспекты, как безопасность и обращение с отходами, а также с обеспечением использования ядерной технологии исключительно в мирных целях.
Заключение
Ядерная энергия - это энергия будущего. Атомные электростанции строятся, прежде всего, в европейской части. Это связано с преимуществами АЭС по сравнению с тепловыми станциями.
Ядерные реакторы не потребляют дефицитного органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт. Атомные электростанции не потребляют атмосферный кислород и не засоряют среду золой и продуктами отхода. Однако размещение АЭС в густонаселенных областях таит в себе потенциальную угрозу.
АЭС проектируются с расчетом на максимальную безопасность персонала станции и населения. Ядерные реакторы устанавливаются также на атомных подводных лодках и ледоколах.
Ядерная энергия может служить источником ядерного оружия. С созданием ядерного оружия победа в войне стала невозможной.
Я не знаю с каким оружием будет Третья Мировая война, но я точно знаю, что Четвертая Мировая будет с камнями и палками.
Альберт Эйнштейн
Ядерная война способна привести человечество к гибели, поэтому народы всего мира настойчиво борются за запрещение ядерного оружия.
